[實用新型]一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴

有效

• 申請號: 201120356763.1
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN202208707U
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 楊康
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;陜西神木化學工業有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;B05B7/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術領域

本實用新型涉及一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴。

背景技術

目前普遍采用的氣化爐工藝燒嘴頭部結構如圖1所示，燒嘴的設計需要考慮的因素有以下：

(1)結構形式：為同心三套管，由外而內依次是外噴頭(外氧管)1、中噴頭(水煤漿管)2和內噴頭(中心氧管)3，燒嘴中心氧管3的出口設計成縮口形式，目的是對中心氧進行加速，同時其端面相對于燒嘴端面基準面有一定的縮入量，這樣形成一個水煤漿和中心氧的預混合腔4，水煤漿的出口管路也設計成縮口形式，使進入預混合腔4的水煤漿具備一定的速度。在預混合腔4內，利用中心氧對水煤漿進行稀釋和初加速，改善水煤漿的流變性能，其目的是為了保證水煤漿在離開燒嘴后的霧化效果。外氧管口的縮入量更大一些，目的是提供更高流速的氧氣，使通過預混合腔4的水煤漿混合物進行良好的霧化，以便在氣化爐內達到良好的氣化效果。

(2)流通通道：無論是中心氧、還是水煤漿及外氧的流通面積，均需要滿足各自介質的流量要求。在供應壓力允許的情況下，力爭達到良好的混合和霧化效果。但是，中心氧的比例有一定的限制，一般為總氧量的5％～25％，其余均作為外氧。中心氧量不能太小，不然達不到對煤漿的稀釋和加速作用。中心氧量也不能太大，一方面，太大會使預混合區4的混合物流速增加太多，造成中心氧管3出口處的磨損加重，降低燒嘴的連續使用壽命；另一方面，中心氧量增大時，必然使燒嘴出口物料的軸向速度分量增大，徑向速度分量減小，其結果是使整個燒嘴出口的火焰變得細長，無法與氣化爐的內部型面匹配，造成較大直徑的煤粉顆粒在氣化爐內停留時間變短，爐渣中的含碳量增加，引起氣化效率降低，而且，會使火焰直沖爐底，影響爐底激冷環的工作。

(3)流速：中心氧的出口流速一般為150～180m/s，煤漿出口流速一般為2～4m/s，預混合腔出口平均流速一般為12～20m/s，外氧的出口流速一般為160～200m/s。

根據多年來從事水煤漿氣化爐工藝燒嘴研制的經驗和工業化運行的生產實際情況，水煤漿氣化爐工藝燒嘴的損壞方式主要有三種即冷卻水盤管5損壞；中噴頭2物理磨蝕；熱、化學、應力使外噴頭1受損。

中噴頭2物理磨蝕是水煤漿氣化爐工藝燒嘴的致命弱點，主要是混合物中含有大量的煤粉固體顆粒，造成中噴頭2內腔磨損，也是影響水煤漿氣化爐連續運行和整個工藝連續運行的主要因素之一。一般情況下，水煤漿氣化爐工藝燒嘴連續運行30～60天，就需要停爐檢修和更換，因此，水煤漿氣化工藝必須有備用爐，這是造成投資費用、運行費用增加的重要原因之一。

實用新型內容

本實用新型的目的是通過對現有的水煤漿氣化爐工藝燒嘴的改進，降低對中噴頭內腔的物理磨損，增強其抗磨損能力，從而減少停爐檢修和維護的次數，進而減少投資費用和運行費用。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴，包括供氧氣流通的外噴頭和設置在該外噴頭內的供水煤漿流通的中噴頭，其特征在于，該中噴頭上設置有與外噴頭腔室相通的用于將外噴頭腔室內的氧氣導入中噴頭腔室中的氧氣導入部，該導入部由多個導入孔和緩沖環構成，多個導入孔連通外噴頭腔室與緩沖環，緩沖環與中噴頭腔室相通。

上述多個導入孔是4～8個。

上述多個導入孔沿中噴頭周向均勻設置。

緩沖環由中噴頭的緊鄰多個導入孔的每一位置處的內凹結構形成。

水煤漿氣化爐工藝燒嘴還包括內噴頭，內噴頭的出口為縮口形式。內噴頭的端面相對于燒嘴端面基準面有一定的縮入量，從而形成水煤漿和來自內噴頭的氧氣的一個預混合腔。中噴頭的出口被設計成縮口的形式。外噴頭的外圍設置有冷卻水盤管。

本實用新型的有益效果在于：通過該種結構的設計，實現了將外噴頭中的部分氧氣導入中噴頭腔室內，從而在中噴頭內壁附近形成一氧氣層，起到阻止流經中噴頭的水煤漿與中噴頭腔室內壁的直接接觸，進而達到降低水煤漿對中噴頭腔室內壁(內腔)的磨損的作用，以延長因中噴頭內腔磨損而引起的維護周期，降低投資和運行費用，尤其是運行費用的降低尤為明顯。

附圖說明

圖1是現有水煤漿氣化爐工藝燒嘴剖面示意圖。

圖2是改造后的水煤漿氣化爐工藝燒嘴剖面示意圖。

圖3是沿著圖2中所示的線X的剖面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細的描述。